DE1093169B

DE1093169B - Anode to protect metal surfaces in contact with corrosive salt solutions

Info

Publication number: DE1093169B
Application number: DEN9945A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Willem Van Der Hoeven; Marinus Oudeman
Original assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Current assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Priority date: 1953-12-21
Filing date: 1954-12-20
Publication date: 1960-11-17
Also published as: GB753650A; FR1116080A; NL82271C; US2856342A

Description

Es ist üblich, Seefahrzeuge gegen die Einwirkung von Seewasser zu schützen, indem ein oder mehrere Farbanstriche aufgebracht werden. Diese enthalten öfter Substanzen, die die Ablagerung und das Wachstum von Organismen auf der Außenwand der Schiffe verhindern.It is common practice to protect marine vessels against the effects of sea water by applying one or more coats of paint be applied. These more often contain substances that prevent the deposition and growth of Prevent organisms on the outer wall of the ships.

Auch der sogenannte kathodische Schutz wurde schon verwendet. Bei diesem Verfahren werden Metallkörper aus einem solchen Metall, das in der elektrischen Spannungsreihe niedriger als Eisen oder das zu schützende Metall steht, beispielsweise Magnesium, auf der Außenwand des Schiffes oder einer sonstigen zu schützenden Metalloberfläche angebracht. Diese Anoden verursachen eine solche Potentialdifferenz zwischen der Außenwand des Schiffes bzw. der Metalloberfläche und dem Wasser, daß die Korrosion des Eisens vermindert wird, selbst dann, wenn der Anstrich Löcher zeigt.So-called cathodic protection has also been used. In this process, metal bodies from such a metal that is lower in the electrical series than iron or that to be protected Metal, for example magnesium, is on the outer wall of the ship or something else to be protected Metal surface attached. These anodes cause such a potential difference between the outer wall of the ship or the metal surface and the water that the corrosion of the iron is reduced, itself when the paint shows holes.

Solche Magnesiumanoden weisen im allgemeinen die Form eines der Länge nach halbierten zylindrischen Körpers auf, und sie werden mit der Basisfläche, welche die Form eines länglichen Rechteckes hat, auf die zu schützende Metalloberfläche gelegt und dort befestigt.Such magnesium anodes are generally cylindrical in shape, halved lengthways Body on, and they are with the base surface, which has the shape of an elongated rectangle, towards the protective metal surface laid and fastened there.

Es ist weiterhin empfohlen worden, den Rostbefall von phosphätierten Eisenteüen beim Lagern in einem feuchten Medium, wie Wasser oder Nebel, zu verhindern oder wenigstens zu verlangsamen, indem man sie mit einem ungeschützten eisernen Hilfsstück in leitende Verbindung bringt. Der Rostbefall setzt dabei vor allem bei diesem Hilfsstück ein, während die phosphätierten Eisenteile längere Zeit geschützt bleiben, bis das Hilfsstück ganz zersetzt ist. Es handelt sich hierbei aber nicht eigentlich um einen kathodischen Schutz, da das betreffende Hilfsstück aus dem gleichen Metall wie der zu schützende Gegenstand besteht.It has also been recommended to prevent rust from phosphated iron parts when they are stored in a humid place Medium, such as water or fog, to prevent or at least to slow down by contacting them with a brings unprotected iron auxiliary piece in conductive connection. The rust attack sets in here especially with this one Auxiliary piece, while the phosphated iron parts remain protected for a long time until the auxiliary piece is completely is decomposed. However, this is not actually a cathodic protection, since the auxiliary piece in question consists of the same metal as the object to be protected.

Ein Nachteil des kathodischen Schutzes besteht darin, daß eine Änderung in der Potentialdifferenz zwischen der Außenwand des Schiffes und dem Seewasser zur Blasenbildung in dem Farbanstrich führen kann, welcher dann an dieser Stelle abblättert. Diese Erscheinung ist am augenfälligsten in der Nachbarschaft der Anoden, wo die Stromdichte am größten ist. Obgleich die Korrosion durch die Anwesenheit der Anode an den Stellen verhindert wird, wo die Farbe verschwunden ist, wird doch der schützende Effekt bezüglich des Wachstums von Organismen weitgehend verringert.A disadvantage of cathodic protection is that a change in the potential difference between the Outer wall of the ship and the sea water can lead to the formation of bubbles in the paint, which then flakes off at this point. This phenomenon is most evident in the vicinity of the anodes, where the Current density is greatest. Although corrosion is prevented by the presence of the anode in the places becomes where the color has disappeared, but becomes the protective effect on the growth of Organisms largely reduced.

Oft ist der durch den kathodischen Schutz hervorgerufene Strom auch sehr viel stärker als für den gewünschten Effekt notwendig ist. Besonders im Anfang, wenn der Farbanstrich noch wenig beschädigt ist, kann der Strom viel zu stark sein. Dies führt nicht nur zu einer zusätzlichen Schädigung, wie bereits erwähnt wurde, sondern gleichfalls zu einer übertriebenen und unwirksamen Verwendung des Anodenmetalls.Often the current caused by the cathodic protection is also much stronger than for the desired one Effect is necessary. Especially in the beginning, when the paint is still a little damaged, the electricity can be way too strong. This not only leads to additional damage, as already mentioned, but likewise to excessive and ineffective use of the anode metal.

Es wurde nun gefunden, daß diese beachtlichen Nachteile vermieden werden können und ein sehr guter SchutzIt has now been found that these considerable disadvantages can be avoided and a very good protection

Salzlösungen in Berührung stehendenSaline solutions in contact

MetalloberflächenMetal surfaces

Anmelder:Applicant:

N. V. De Bataafsche Petroleum
Maatschappij, Den HaagNV De Bataafsche Petroleum
Maatschappij, The Hague

Vertreter: Dr. K. Schwarzhans, Patentanwalt,
München 19, Romanplatz 9Representative: Dr. K. Schwarzhans, patent attorney,
Munich 19, Romanplatz 9

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 21. Dezember 1953Claimed priority:
Netherlands 21 December 1953

Hendrik Willem van der HoevenHendrik Willem van der Hoeven

und Marinus Oudeman, Amsterdam (Niederlande)*and Marinus Oudeman, Amsterdam (Netherlands) *

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

von Metalloberflächen gegenüber der korrodierenden Einwirkung von mit diesen in Berührung stehenden Salzlösungen, wie Meerwasser, möglich wird, wenn man die Anoden in bekannter Weise aus einem Metall herstellt, das niedriger in der elektrischen Spannungsreihe steht als das zu schützende Metall, und sie gleichzeitig mit einem Schutzüberzug versieht, wobei aber die Form der Anoden so gewählt wird, daß die mit der Salzlösung in Berührung stehende überzugsfreie Zone während ihrer Verwendung anwächst.of metal surfaces against the corrosive effects of saline solutions in contact with them, like sea water, is possible if the anodes are made from a metal in a known way, that is lower in the electrical voltage series than the metal to be protected, and at the same time with provides a protective coating, but the shape of the anodes is chosen so that the with the salt solution in Contact standing, coating-free zone grows during its use.

Vorzugsweise werden solche Anoden verwendet, deren mit der korrodierenden Salzlösung in Berührung stehende überzugsfreie Zone während der Verwendung mindestens um das lOfache anwächst. Für den Schutz von Schiffsaußenwänden werden vorzugsweise Anoden verwendet, die zur Hauptsache aus Magnesium bestehen.Preferably, those anodes are used whose ones are in contact with the corrosive salt solution Coating-free zone grows at least 10 times during use. For the protection of the outer walls of ships, anodes are preferably used, which mainly consist of magnesium.

Eine geeignete Raumform für eine derartige Anode ist in Fig. 1 dargestellt. Die Basisfläche α wird durch ein längliches Rechteck gebildet, während ein Längsschnitt parallel zu der längsten Seite dieses Rechtecks die Form eines an der Spitze abgestumpften gleichschenkligen Dreiecks hat. Die Basisfläche α liegt auf der zu schützenden Oberfläche auf, und die Verbindung zwischen der Anode und dieser Oberfläche kann mittels Schraubbolzen erfolgen. Die parallel zu der Basisfläche befindliche kleinste Rechteckfläche b steht mit der korrodierenden Salzlösung in Berührung, während die beiden schrägen Begrenzungsflächen c mit einem die Elektrizität nichtleitenden Schutzüberzug versehen sind.A suitable three-dimensional shape for such an anode is shown in FIG. The base area α is formed by an elongated rectangle, while a longitudinal section parallel to the longest side of this rectangle has the shape of an isosceles triangle truncated at the top. The base surface α rests on the surface to be protected, and the connection between the anode and this surface can be made by means of screw bolts. The smallest rectangular surface b located parallel to the base surface is in contact with the corrosive salt solution, while the two inclined boundary surfaces c are provided with a protective coating that does not conduct electricity.

009 648/381009 648/381

Der nichtleitende Schutzüberzug kann z. B. aus Farbe, Lack, Firnis, Bitumen oder einem anderen makromolekularen Produkt bestehen.The non-conductive protective coating can, for. B. from paint, varnish, varnish, bitumen or another macromolecular Product.

Die Richtung, in welcher das Anodenmetall aufgezehrt wird, liegt senkrecht zu der rechtwinkligen Oberfläche b, die in Berührung mit der Flüssigkeit steht. Die Fläche eines im rechten Winkel zu dieser Richtung des Anodenverbrauchs genommenen Querschnitts, welcher Querschnitt parallel zu der rechtwinkligen parallelen Basisfläche liegt, wächst allmählich von der schmälsten Fläche b bis zu der größten Fläche α an. Im Maße, wie der Angriff auf die Anode fortschreitet, steht der korrodierenden Flüssigkeit also eine konstant wachsende Berührungszone gegenüber.The direction in which the anode metal is consumed is perpendicular to the rectangular surface b which is in contact with the liquid. The area of a cross section taken at right angles to this direction of anode consumption, which cross section is parallel to the right-angled parallel base area, gradually increases from the narrowest area b to the largest area α . As the attack on the anode progresses, the corrosive liquid is faced with a constantly growing contact zone.

Andere Anodenformen können mit entsprechender Wirkung verwendet werden; vorausgesetzt, daß diese Formen so ausgebildet sind, daß die mit der korrodierenden Salzlösung in Berührung stehende, keinen Schutzüberzug aufweisende Zone während der Verwendung der Anoden anwächst. Geeignet ist z. B. eine Anode in Form eines Stumpfkegels, dessen Basis auf der zu schützenden Oberfläche befestigt ist, während die Endfläche der Spitze mit der Flüssigkeit in Berührung steht.Other anode shapes can be used with equivalent effect; provided that this Molds are designed so that those in contact with the corrosive salt solution, none Protective coating having zone grows during use of the anodes. Suitable is z. Legs Anode in the form of a truncated cone, the base of which is fixed on the surface to be protected, while the End face of the tip is in contact with the liquid.

Die Begrenzungsflächen der Anoden können auch gekrümmt sein. So können bei der in Fig. 1 dargestellten Raumform die beiden mit einem Schutzüberzug versehenen Seiten c durch zylindrische Flächen, vorzugsweise Hohlzylinder, ersetzt sein (vgl. Fig. 2).The boundary surfaces of the anodes can also be curved. Thus, in the case of the one shown in FIG Three-dimensional shape, the two sides c provided with a protective coating by cylindrical surfaces, preferably Hollow cylinder, be replaced (see. Fig. 2).

example

Die stählerne Außenwand eines Schiffes A war mit Anoden der in Fig. 2 dargestellten Form versehen. Die Anoden bestanden aus Magnesium mit 6% Aluminium und 3% Zink. Die Maße sind in Zentimeter angegeben. Die Zahl der Anoden betrug 1 pro 2 qm der zu schützenden Schiffswand.The steel outer wall of a ship A was provided with anodes of the shape shown in FIG. the Anodes consisted of magnesium with 6% aluminum and 3% zinc. The dimensions are given in centimeters. The number of anodes was 1 per 2 square meters of the ship's wall to be protected.

Für Vergleichszwecke war die Wand eines anderen Schiffes B mit Anoden der gleichen Magnesiumlegierung versehen, welche die in Fig. 3 angezeigte Form aufwiesen und gleichfalls in der Menge von einer Anode pro 2 qm angewendet wurden. Diese Anoden weisen keinen Schutzanstrich auf, so daß bei ihnen im Verlauf der Anwendung die mit der korrodierenden Flüssigkeit in Berührung stehende Zone auch nicht laufend anwachsen konnte, wie es erfindungsgemäß vorgesehen ist.For comparison purposes, the wall of another ship B with anodes was made of the same magnesium alloy provided, which had the shape shown in Fig. 3 and also in the amount of one anode per 2 square meters were applied. These anodes do not have a protective coating, so that with them in the course of use the zone in contact with the corrosive liquid could not grow continuously either, as it is provided according to the invention.

Die Schiffswände wurden mit einem gewöhnlich verwendeten Grundanstrich auf Asphaltbasis versehen. Die gekrümmten Oberflächen der Anoden d (vgl. Fig. 2) wurden mit einer Äthoxylinharzgrundfarbe versehen.The walls of the ship were given a commonly used asphalt-based primer. The curved surfaces of the anodes d (see FIG. 2) were provided with an ethoxylin resin base paint.

2 Monate lang wurden beide Schiffswände der Wirkung des Brackwassers des Ij in den Hafenanlagen bei Amsterdam ausgesetzt. Unter diesen Bedingungen zeigte sich bei dem Schiff A ein wirksamer Schutz gegen Korrosion, und es trat praktisch keine Schädigung des Farbanstriches auf, selbst in der Nähe der Anoden. Das Schiff B zeigte dagegen auf der ganzen Oberfläche in beträchtlichem Maße die Erscheinung der Blasenbildung unter der Farbe. Im Falle von B zeigte der Farbanstrich außerdem bereits nach wenigen Tagen in der Nachbarschaft der Anoden Schaden.For two months, both sides of the ship were exposed to the effects of the brackish water of the Ij in the port facilities near Amsterdam exposed. Under these conditions, ship A showed effective protection against corrosion, and there was virtually no damage to the paint, even near the anodes. The ship B on the other hand, showed the blistering phenomenon considerably over the whole surface the color. In the case of B, the paint also showed up in the neighborhood after just a few days the anode damage.

Es wurden die folgenden Amperezahlen gemessen (in mA):The following amperages were measured (in mA):

ZeitdauerDuration AA. BB. nach 1 Tagafter 1 day 33 55 nach 5 Tagenafter 5 days 88th 1717th nach 10 Tagenafter 10 days 1010 2727 nach 15 Tagenafter 15 days 1212th 3434 nach 20 Tagenafter 20 days 1010 4040 nach 25 Tagenafter 25 days 1111 4444 nach 30 Tagenafter 30 days 1111 5151 nach 35 Tagenafter 35 days 1313th 5858 nach 40 Tagenafter 40 days 1010 6060 nach 45 Tagenafter 45 days 1414th 6262 nach 50 Tagenafter 50 days 1313th 6363

Claims

Patent claims:

1. Anode for protecting metal surfaces in contact with corrosive salt solutions made of a metal that is lower in the electrical voltage series than the metal to be protected, characterized by a protective coating and one in contact with the salt solution, preferably during use of the anode At least 10 times the growing coating-free zone.

2. Anode according to claim 1 for the protection of ship's outer walls, characterized in that it is used for The main thing is made up of magnesium.

Considered publications:
"Marine Engineering", 1953, August issue, p. 150.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings